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GA308型多单元浆纱机的研发

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GA308型多单元浆纱机的研发

发布时间: 2003/10/2 文章出处: 　

　　浆纱在织造过程中是一个非常重要的工序，它是提高布机织造质量和效率的关键工序。郑州纺织机械厂通过长期对国内外纺织市场的调查，吸取国内外最新型浆纱机的特点，应用高新技术研发的GA 308型多单元浆纱机属高档浆纱机，其各项指标均达到了2000年的国际先进水平。

一、主要结构及技术特征

该浆纱机主要由双层经轴架、双浸四压高压浆槽、分层及合并烘干的高架烘房、大卷装调幅车头及计算机集中控制的电控部分组成。其中织轴卷绕、拖引辊、烘房部分、前后浆槽的上浆辊和引纱辊分别由7只电机拖动，故该机称为7单元拖动的GA 308型浆纱机。

1．经轴架

采用组合式双层经轴架，每4只经轴为1组。经轴退绕张力采用恒张力自控装置，每只浆槽的最大退绕张力为3 kN。在经纱退绕过程中，该装置的经轴摩擦盘的摩擦阻力随着退绕直径的减小而减小，从而使退绕张力基本恒定，同时也能够保证两个浆槽及各个经轴的退绕张力一致。

2．浆槽

采用双浸四压的高压上浆系统。两只浸没辊均有侧压功能，浸压次数增加，压浆力加大，从而提高了浆液的渗透性和上浆工艺适应性。第二压浆辊采用中固辊结构，最大压力可达40 kN。应用计算机模拟设计，在设计压力范围内压浆辊和上浆辊的变形量一致，保证经纱上浆的横向均匀性。

主浆槽和预热浆槽联为一体，为箱式夹层结构，均采用不锈钢制造。浆液循环方向与经纱方向相反，可提高上浆质量。浆液供给采用自动控制，溢流形式为瀑布式，从而保证浆槽表面浆液流动性好，无浆斑，各点温度一致。

经纱进入浆槽前区有一套引纱装置，从而可控制经纱的喂入张力，利于经纱上浆的渗透。

3．烘房

全机采用12只直径800 mm的烘筒进行烘燥，总烘燥量为800 kg/h，其中8只预烘烘筒表面喷涂聚四氟乙烯。每只浆槽分二层烘燥，降低烘燥覆盖系数，保持浆纱的浆膜完整，毛羽减少。然后进入4只合并烘筒进行烘燥，根据品种调节温度，达到所需的回潮率。

每只浆槽和烘房之间配置一根湿分绞装置，在分绞棒内通入冷水，由于棒内与棒外的温差产生表面冷凝水，不易挂浆，利于分绞。分绞棒的转速随车速变化而变化。

整个烘房由一只11 kW电机拖动，合并烘筒由链条拖动，而二组预烘烘筒由无齿链拖动，使纱线在烘燥过程中由于收缩或伸长自动调整二片纱的张力或伸长一致。

4．车头

该浆纱机采用了大卷装可调幅车头，功能齐全，整体结构好，可操作性好。经轴卷绕直径110 ～ 1 000 mm，适应国内外有梭或无梭织机的配套。卷绕部分由一只22 kW变频电机拖动，拖引辊由一只11 kW变频电机拖动。最高车速为100 m/min，最低蜗牛速度为0.5 m/min。在落轴时，以蜗牛速度工作，使整机处在不停的工作状态，减少浆斑的产生。

具有正反转功能，可满足阔幅双织轴的正反转卷绕。在开车运转中伸缩筘可左右、上下椭圆摆动，使纱线在织轴上卷绕分布更均匀、整齐。在操作中伸缩筘的左右移动及开合是由二只电机拖动、由电控完成的。

二、自动控制系统

1．控制系统的构成

本系统采用profibus总线构成三级计算机控制形式，完成双浆槽浆纱机高性能、高速度、高质量的数据管理和实施监测与控制。

系统中采用了德国最新传动技术及自动化技术。系统第一级为驱动级。采用伺服型矢量变频器，使各单元的变频电机驱动响应快、精度高、稳定性好，实现各段张力及伸长的工艺要求。第二级为控制级，采用控制器完成浆纱机开、闭环控制，模拟、中段、通讯处理，智能计算，以及大量的各类开关、接触器、比例阀、电磁阀、行程开关、接近开头、温度传感器、变频器等元件的自动控制。确保系统数据通讯速率高，控制性好，抗干扰能力强。第三级由工业计算机（工作站）作为管理级，用以监控浆纱机的生产过程，对整机工艺参数、标准值和故障信息进行显示或调整。人机界面好，参数设定及修改容易，操作简单，便于数据及生产过程的管理。

2．控制形式及其性能特点

（1）织轴卷绕控制

浆纱机传动控制的关键部位，在于车头的卷绕控制，本系统采用了成熟的卷绕系统软件。首先，预置初始卷绕直径及张力大小，根据当前的车速计算出织轴所需的转速。然后将卷绕电机的转速信号和经张力辊检测的纱线张力信号反馈到闭环系统，经运算以调节卷绕电机的转速，确保卷绕张力恒定。

（2）压浆力自控

每只浆槽的第二压浆辊压力随着车速的变化而线性变化，可保证上浆率在不同机器速度下基本保持一致。在计算机中设定机器速度低于10 m/min时压力为P1，再设定一个机器最高速度100 m/min时压力为P2即可。
　　随着车速的变化，在变频器中采集信息，由PLC进行运算，来控制比例阀输入电流，使比例阀的出口压力发生变化，气缸的工作压力也随着变化，从而使压浆力不断线性变化。

（3）温度自动控制

全机对7个温度点进行控制：即二只浆槽2处，二组预热分层4处和合并烘燥1处。每个温度控制点由一只铂热电阻检测温度值，与计算机设定值进行比较运算，控制比例阀的输入电流或电压，改变比例阀的输出压力，从而控制薄膜阀开口量的大小，改变浆槽及烘筒的蒸汽进量，满足其设定温度的要求，整个温控的形式为PID控制。

（4）回潮率自控

浆纱回潮率是相关性很强的工艺参数，与车速、压力、烘燥温度等参数有关。在计算机中设定一个最佳回潮值，经过测湿辊测定纱线含湿的电阻变化值，然后由计算机与初设值进行比较运算，通过传动系统来控制整机车速，使之与设定的回潮值相对应，自始至终使回潮值为一个恒定值。

（5）伸长自控

GA 308 型浆纱机利用先进技术和元件对全机各段张力进行控制，即对喂入区、湿区、干区、卷绕张力进行控制。采用计算机控制的变频拖动，由7个变频系统进行各段伸长的控制。因为是两只浆槽，共有7个变频控制点。喂入区、湿区、干区控制各段伸长值，通过计算机与设定的数值进行比较运算。由控制系统改变各单元速度，从而达到与设定伸长值一致的最佳伸长值。

三、GA 308型浆纱机的特点

1．可靠性好

采用计算机对各个工艺参数进行控制、检测。根据国内外杂志的介绍，2000年的电子产品对机械控制的可靠性是机械控制可靠性的50倍以上。尤其是我们以往各段张力是由无级变速器进行调节，其结构复杂，易产生故障，我们采用7单元变频拖动后，其故障率大大降低，可靠性大大提高。同时在有自动控制部分均设置一套手动装置。

2．可控性好

整个机器的自动化程度高，那么就要求各工艺参数采集工艺信息准确，尤其是温度、回潮率及伸长控制。温度控制的信息采集是在烘筒内部和浆槽内部进行的，故信息准确。回潮率采用先进的回潮仪，抗干扰信号强，信息准确。伸长控制的信号由电机旋转编码器传递给计算机，无外界干扰，可控性强。

3．控制精度高

电子行业的飞速发展给机械制造业的发展带来了契机，各工艺参数控制精度也大大提高。如：伸长控制的精度为千分之一，温度采用PID自动控制，温度偏差范围为±1 ℃，压浆力采用线性比例控制等等。

4．结构简单

GA 308型浆纱机采用多单元变频拖动，大大简化了机械结构，降低了工人的安装和劳动强度，也给使用厂的维修带来了很大方便。

5．工艺性强

由于工艺参数均采用计算机集中控制，在设定工艺值时，只要在大的工艺框架内，我们可根据要求，随心所欲地控制这台浆纱机。同时，浆槽的双浸四压、高压浆力全锡林烘燥等均为最先进的工艺技术。

6．节省能源

浆纱机采用12只烘筒烘燥，直接加热烘燥的效率高，同时采用高压上浆使湿回潮率大大降低，减小了烘房的烘燥量，故节省了能源。

四、结束语

GA 308 型多单元浆纱机采用了国际上最新的高科技，其可靠性好，工艺适应性宽，达到了现今的国际先进水平，完全能够满足纺织厂对浆纱机的技术改造要求，是替代进口浆纱机的最佳选择。

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